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WO2024237420A1 - 디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치 및 제어 방법 - Google Patents

디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Publication number
WO2024237420A1
WO2024237420A1 PCT/KR2024/000261 KR2024000261W WO2024237420A1 WO 2024237420 A1 WO2024237420 A1 WO 2024237420A1 KR 2024000261 W KR2024000261 W KR 2024000261W WO 2024237420 A1 WO2024237420 A1 WO 2024237420A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
current
inductor
power supply
compensation value
Prior art date
Application number
PCT/KR2024/000261
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박민수
노승덕
윤철은
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230114628A external-priority patent/KR20240164344A/ko
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Publication of WO2024237420A1 publication Critical patent/WO2024237420A1/ko

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Definitions

  • Various embodiments of this document relate to a power supply device and a control method for providing power to a display.
  • the electronic device may include a display.
  • the display may be implemented in various types, such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), etc.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • FIG. 4 is a drawing illustrating a method for correcting a slope of a current according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a diagram showing load conditions, slope compensation values, and ripples of output voltage according to various embodiments.
  • the processor (120) may include a main processor (121) (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor (123) (e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor) that can operate independently or together with the main processor (121).
  • a main processor (121) e.g., a central processing unit or an application processor
  • an auxiliary processor (123) e.g., a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor
  • the auxiliary processor (123) may be configured to use less power than the main processor (121) or to be specialized for a given function.
  • the auxiliary processor (123) may be implemented separately from the main processor (121) or as a part thereof.
  • the auxiliary processor (123) may control at least a portion of functions or states associated with at least one of the components of the electronic device (101) (e.g., the display module (160), the sensor module (176), or the communication module (190)), for example, while the main processor (121) is in an inactive (e.g., sleep) state, or together with the main processor (121) while the main processor (121) is in an active (e.g., application execution) state.
  • the auxiliary processor (123) e.g., an image signal processor or a communication processor
  • the memory (130) can store various data used by at least one component (e.g., a processor (120) or a sensor module (176)) of the electronic device (101).
  • the data can include, for example, software (e.g., a program (140)) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory (130) can include a volatile memory (132) or a nonvolatile memory (134).
  • the nonvolatile memory (134) can include at least one internal memory (136) and an external memory (138).
  • the audio output module (155) can output an audio signal to the outside of the electronic device (101).
  • the audio output module (155) can include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver can be implemented separately from the speaker or as a part thereof.
  • the display module (160) can visually provide information to an external party (e.g., a user) of the electronic device (101).
  • the display module (160) can include, for example, a display, a holographic device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module (160) can include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • the audio module (170) can convert sound into an electrical signal, or vice versa, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module (170) can obtain sound through an input module (150), or output sound through an audio output module (155), or an external electronic device (e.g., an electronic device (102)) (e.g., a speaker or a headphone) directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • an electronic device e.g., an electronic device (102)
  • a speaker or a headphone directly or wirelessly connected to the electronic device (101).
  • the sensor module (176) can detect an operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device (101) or an external environmental state (e.g., user state) and generate an electric signal or data value corresponding to the detected state.
  • the sensor module (176) can include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface (177) may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device (101) with an external electronic device (e.g., the electronic device (102)).
  • the interface (177) may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • connection terminal (178) may include a connector through which the electronic device (101) may be physically connected to an external electronic device (e.g., the electronic device (102)).
  • the connection terminal (178) may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (e.g., a headphone connector).
  • the haptic module (179) can convert an electrical signal into a mechanical stimulus (e.g., vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through a tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module (179) can include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module (180) can capture still images and moving images.
  • the camera module (180) can include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module (188) can manage power supplied to the electronic device (101).
  • the power management module (188) can be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery (189) can power at least one component of the electronic device (101).
  • the battery (189) can include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module (190) may support establishment of a direct (e.g., wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device (101) and an external electronic device (e.g., the electronic device (102), the electronic device (104), or the server (108)), and performance of communication through the established communication channel.
  • the communication module (190) may operate independently from the processor (120) (e.g., the application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • the communication module (190) may include a wireless communication module (192) (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a GNSS (global navigation satellite system) communication module) or a wired communication module (194) (e.g., a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a wireless communication module (192) e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a GNSS (global navigation satellite system) communication module
  • a wired communication module (194) e.g., a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • a corresponding communication module may communicate with an external electronic device (104) via a first network (198) (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network (199) (e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a first network (198) e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network (199) e.g., a long-range communication network such as a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)
  • a computer network e.g.,
  • the wireless communication module (192) may use subscriber information (e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)) stored in the subscriber identification module (196) to identify or authenticate the electronic device (101) within a communication network such as the first network (198) or the second network (199).
  • subscriber information e.g., an international mobile subscriber identity (IMSI)
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the wireless communication module (192) can support a 5G network and next-generation communication technology after a 4G network, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • the NR access technology can support high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), terminal power minimization and connection of multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency communications
  • the wireless communication module (192) can support, for example, a high-frequency band (e.g., mmWave band) to achieve a high data transmission rate.
  • a high-frequency band e.g., mmWave band
  • the wireless communication module (192) may support various technologies for securing performance in a high-frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module (192) may support various requirements specified in an electronic device (101), an external electronic device (e.g., an electronic device (104)), or a network system (e.g., a second network (199)).
  • the wireless communication module (192) can support a peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for eMBB realization, a loss coverage (e.g., 164 dB or less) for mMTC realization, or a U-plane latency (e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL) each, or 1 ms or less for round trip) for URLLC realization.
  • a peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • a loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 0.5 ms or less for downlink (DL) and uplink (UL) each, or 1 ms or less for round trip
  • the antenna module (197) can transmit or receive signals or power to or from the outside (e.g., an external electronic device).
  • the antenna module (197) can include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (e.g., a PCB).
  • the antenna module (197) can include a plurality of antennas (e.g., an array antenna).
  • at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network, such as the first network (198) or the second network (199) can be selected from the plurality of antennas by, for example, the communication module (190).
  • a signal or power can be transmitted or received between the communication module (190) and the external electronic device through the selected at least one antenna.
  • another component e.g., a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module (197) may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module may include a printed circuit board, an RFIC positioned on or adjacent a first side (e.g., a bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., a mmWave band), and a plurality of antennas (e.g., an array antenna) positioned on or adjacent a second side (e.g., a top side or a side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high-frequency band.
  • a first side e.g., a bottom side
  • a plurality of antennas e.g., an array antenna
  • peripheral devices e.g., a bus, a general purpose input and output (GPIO), a serial peripheral interface (SPI), or a mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device (101) and an external electronic device (104) via a server (108) connected to a second network (199).
  • Each of the external electronic devices (102, or 104) may be the same or a different type of device as the electronic device (101).
  • all or part of the operations executed in the electronic device (101) may be executed in one or more of the external electronic devices (102, 104, or 108). For example, when the electronic device (101) is to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device (101) may, instead of executing the function or service itself or in addition, request one or more external electronic devices to perform at least a part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device (101).
  • the electronic device (101) may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device (101) may provide an ultra-low latency service by using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device (104) may include an IoT (Internet of Things) device.
  • the server (108) may be an intelligent server using machine learning and/or a neural network.
  • the external electronic device (104) or the server (108) may be included in the second network (199).
  • the electronic device (101) can be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • the electronic devices according to various embodiments disclosed in this document may be devices of various forms.
  • the electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliance devices.
  • portable communication devices e.g., smartphones
  • computer devices portable multimedia devices
  • portable medical devices e.g., cameras
  • wearable devices e.g., smart watch devices
  • home appliance devices e.g., smartphones
  • the electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a power supply device that provides power to an electronic device according to various embodiments.
  • the power supply (200) may include a driver unit (210), a control unit (220), a frequency compensation unit (230), and a clock unit (240).
  • the power supply (200) may be a booster converter.
  • the driver unit (210) may include an inductor (211), a switch controller (212), a first switch (11), and a second switch (12).
  • the second switch (120) may include a bypass diode (121).
  • the bypass diode (121) may be implemented in the shape of a body diode of a transistor forming a switch, and may be implemented as a separate diode element.
  • One end of the inductor (211) may be connected to a voltage input terminal, and the other end may be connected to one end of the first switch (11) and the second switch (12).
  • the inductor (211) may increase a current of the inductor (211) for a first time period by turning on/off the first switch (11) and/or the second switch (12), and output a current of the inductor (211) for a second time period. Since current is the differentiation of charge, the inductor (211) can charge charge during a first time (e.g., a charge cycle) and output charge during a second time (e.g., a discharge cycle).
  • the switch controller (212) can receive a mode signal and a clock signal. In addition, the switch controller (212) can receive a comparison signal that compares the current of the inductor with an error value.
  • the current compensation circuit (2231) can output a signal (second current signal) to which a slope compensation value is applied to the first current signal.
  • the multiplexer (2232) can select a path for outputting a signal according to the mode (e.g., synchronous mode or asynchronous mode). For example, in the synchronous mode, the multiplexer (2232) can select a path without the current compensation circuit (2231) and output the first current signal. In the asynchronous mode, the multiplexer (2232) can select a path passing through the current compensation circuit (2231) and output the second current signal.
  • the input terminal of the comparator (225) can be connected to the error output unit (222) and the current slope compensation unit (223), and the output terminal can be connected to the switch controller (212).
  • the comparator (225) can determine the discharge point of the inductor (211) by comparing the error value (Vea) output from the error output unit (222) with the current output from the current slope compensation unit (223).
  • the frequency compensation unit (230) may be connected to the clock unit (240) and the driver unit (210).
  • the frequency compensation unit (230) may include a frequency compensation circuit (231) and a multiplexer (232).
  • the frequency compensation circuit (231) may output a preset frequency in an asynchronous mode.
  • the multiplexer (232) may selectively output a preset frequency according to a mode (e.g., a synchronous mode or an asynchronous mode). For example, in the synchronous mode, the multiplexer (232) may output a preset first frequency. Alternatively, in the asynchronous mode, the multiplexer (232) may output a second frequency to which a frequency compensation value is applied.
  • the clock unit (240) is connected to the frequency compensation unit (230) and can provide a clock of a preset frequency (e.g., a first frequency) to the frequency compensation unit (230).
  • a preset frequency e.g., a first frequency
  • the control unit (220) can control the switch controller (212).
  • the control unit (220) can output a synchronous mode control signal to the switch controller (212) for operating in a synchronous mode.
  • the switch controller (212) can turn on/off the first switch (11) and/or the second switch (12) under the control of the control unit (220).
  • the switch controller (212) can turn off the first switch (11) and turn on the second switch (12) by a signal input to the switch controller (212).
  • the current of the inductor (211) can be output to the voltage output terminal (Vout) through the second switch (12). And, the current of the inductor (211) can be reduced.
  • the mode in which the second switch (12) is turned on and the current of the inductor (211) is output through the second switch (12) can be called a synchronous mode.
  • the input terminal of a power supply may be connected to a battery power supply, and the output terminal may be connected to a load (e.g., a display) power supply.
  • a load e.g., a display
  • the difference between the input voltage and the output voltage is secured (e.g., Vin - Vout ⁇ 0)
  • Vin - Vout ⁇ 0 when the current of the inductor (211) is output to the output terminal (Vout), the current of the inductor (211) may be sufficiently reduced, so that the switch controller (212) may turn on the second switch (12).
  • the switch controller (212) may turn on the first switch (11) and turn off the second switch (12). At this time, the current of the inductor (211) can be increased by the input voltage (Vin). At a certain point, the switch controller (212) can turn off the first switch (11) and the second switch (12) (or, maintain the off state of the second switch (12)) by a signal input to the switch controller (212). At this time, the current of the inductor (211) can be output to the voltage output terminal (Vout) through the bypass diode (121) of the second switch (12). And, the current of the inductor (211) can be decreased.
  • the asynchronous mode in which the current flows through the bypass diode (121) can sufficiently reduce the current of the inductor (211) by securing the difference between the input voltage and the output voltage.
  • the inductor (211) repeats charging and discharging of charges (or increasing and outputting current) and can output current to the voltage output terminal.
  • the driver unit (210) can turn on the first switch (11) and turn off the second switch (12) based on the preset first duty ratio and the preset first frequency to charge the inductor (211) (or increase the current). Then, at a certain point in time, the first switch (11) can be turned off and the second switch (12) can be turned on to discharge the charge of the inductor (211) (or output the current).
  • the current signal output unit (221) can detect the current current of the inductor (211).
  • the error output unit (222) can output an error value by using the difference between the current output voltage and the target output voltage.
  • the comparator (225) can compare the current current of the detected inductor (211) with the error value.
  • the error value can be a constant value, and the current current of the inductor (211) can increase during the charging process.
  • the control unit (220) can control the switch controller (212) to discharge the charge of the inductor (211) (or output current).
  • the switch controller (212) can turn off the first switch (11) and turn on the second switch (12) to output the current of the inductor (211).
  • the switch controller (212) can repeatedly perform an on/off operation of the second switch (12).
  • the operation may be similar to that in the synchronous mode, except that both the first switch (11) and the second switch (12) are turned off during discharge and current is output through the bypass diode (121).
  • the switch controller (212) may maintain the off state of the second switch (12).
  • the amount of current that can be transmitted to the output terminal may decrease (or the amount of charge may decrease) as the slope of the discharge current of the inductor (211) increases.
  • an undershoot may occur in the output voltage until the error output unit (222) increases the error value.
  • an overshoot may occur in the output voltage due to the difference in the slope of the discharge current.
  • the undershoot and/or overshoot that occur in the output voltage may cause noise to be generated in the display panel (e.g., OLED panel).
  • the power supply (200) of this document may include a frequency compensation unit (230) and a current slope compensation unit (222) to prevent undershoot and/or overshoot that may occur when switching modes.
  • the frequency compensation unit (230) and the current slope compensation unit (223) may match the charge amount of the inductor (211) in the asynchronous mode based on the charge amount of the inductor (211) in the synchronous mode, thereby eliminating (or minimizing) the difference in charge amount when switching modes.
  • FIG. 3 is a drawing illustrating a method for correcting frequency according to various embodiments.
  • the current waveform of the inductor (211) in the synchronous mode and the current waveform of the inductor (211) in the asynchronous mode are illustrated.
  • the section in which the current of the inductor (211) increases may be a charging section
  • the section in which the current of the inductor (211) decreases may be a discharging section. Since the amount of charge is a value obtained by differentiating the current, the current may be integrated to obtain the amount of charge (area of the current waveform).
  • the area (31) of the discharge section in synchronous mode is as follows.
  • D may be the duty ratio in synchronous mode
  • T may be the period in synchronous mode
  • Vin may be the input voltage
  • Vout may be the output voltage
  • L may be the inductance value of the inductor (211).
  • the area (32) of the discharge section in asynchronous mode is as follows.
  • D’ may be the duty ratio in the asynchronous mode
  • T’ may be the period in the asynchronous mode
  • Vf may be the forward voltage of the bypass diode (121).
  • D’ and T’ may be values that compensate for D and T in the synchronous mode.
  • T’/T ((Vout+Vf)/Vout)*Root((Vin-Vout)/(Vin-Vout-Vf))
  • a can be a frequency compensation value.
  • the frequency compensation value may be a compensation value for the frequency at which the discharge charge amount of the inductor in synchronous mode and the discharge charge amount of the inductor in asynchronous mode become equal.
  • FIG. 4 is a drawing illustrating a method for correcting a slope of a current according to various embodiments.
  • the current waveform of the inductor (211) in the synchronous mode and the current waveform of the inductor (211) to which the frequency compensation value is applied in the asynchronous mode are illustrated.
  • the area (31) of the discharge section in the synchronous mode and the area (32) of the asynchronous discharge section may be the same.
  • the driver unit (210) is switched at a point in time when the error value and the current of the inductor (211) become the same, and the inductor (211) may be discharged.
  • the current slope compensation unit (223) may compensate for the slope (1) of the inductor (211) so that the inductor (211) may be discharged at an appropriate point in time.
  • the slope (1) of the inductor (211) can be obtained as the height value of the triangle wave.
  • the control duty ratio in synchronous mode is as follows:
  • the control duty ratio in asynchronous mode is as follows:
  • b can be a slope compensation value.
  • the slope compensation value may be a compensation value that compensates for the increase slope of the inductor current reaching the error value so as to be equal to the increase period of the inductor current set based on the second frequency and the second duty ratio in the asynchronous mode.
  • the discharge charge amount in the synchronous mode and the discharge charge amount in the asynchronous mode can be equal. Accordingly, undershooting and/or overshooting of the output voltage (or ripple) during mode switching can be eliminated.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing output voltages according to various embodiments
  • FIG. 6 is a diagram showing a slope compensation value and a ripple of an output voltage according to various embodiments
  • FIG. 7 is a diagram showing a load state and a ripple of an output voltage according to various embodiments
  • FIG. 8 is a diagram showing a load state, a slope compensation value, and a ripple of an output voltage according to various embodiments.
  • the simulation results of the output voltage (6) to which the compensation value is not applied and the output voltage (8a) to which the frequency compensation value (a) and the slope compensation value (b) are applied are illustrated.
  • the output voltage to which the compensation value is not applied may experience overshooting and undershooting when the mode is changed.
  • Vin 4 V
  • Vout 4.3 V
  • Vf 0.7 V
  • the frequency compensation value (a) may be 0.65
  • the slope compensation value (b) may be 0.56.
  • the ripple is reduced by about 60% compared to the existing one, and overshooting and undershooting can also be eliminated.
  • FIG. 6 shows a table showing the relationship between the slope compensation value and the ripple of the output voltage when the load state is 0.6 A.
  • the slope compensation value (b) may vary, and the theoretical compensation value and the optimal compensation value may differ.
  • FIG. 5b illustrates a graph of an output voltage
  • FIG. 7 illustrates a table showing a relationship between a load condition and a ripple of the output voltage.
  • a graph of an output voltage (6) to which a compensation value is not applied and a graph of an output voltage (8b) to which a frequency compensation value (a) and a slope compensation value (b) are applied are illustrated.
  • the ripple of the output voltage to which the optimal compensation value (e.g., the slope compensation value is 0.7) is applied as illustrated in FIG. 5b is reduced compared to the ripple of the output voltage to which the theoretical compensation value (e.g., the slope compensation value is 0.56) illustrated in FIG. 5a is applied.
  • the ripple of the output voltage may vary depending on the load condition.
  • FIG. 8 shows a table showing the ripple of the output voltage according to the slope compensation value and the load state.
  • the ripple when the load state is less than 2A, the ripple is the smallest when the slope compensation value (b) is 0.7, but when the load state is 2A, the ripple may be the smallest when the slope compensation value (b) is 0.8.
  • the waveform of the inductor (211) current may be affected by the load condition (or DC current).
  • the theoretical compensation value and the optimal compensation value may differ due to various errors. Therefore, the frequency compensation value (a) and the slope compensation value (b) may be set by considering the influence of the load condition.
  • the compensation value may be set (or modified) by considering various errors.
  • the power supply (200) can remove ripples and prevent the occurrence of noise in the display when switching modes by applying a frequency compensation value and a slope compensation value.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for controlling a power supply device according to various embodiments.
  • the power supply (200) can switch to a synchronous mode (910).
  • the power supply (200) can switch to a synchronous mode based on a first frequency set according to a first duty ratio.
  • the first frequency may be a frequency provided from a clock unit (240).
  • the power supply (200) can increase the current of the inductor (211) by alternately turning on/off two switches, the first switch (11) and the second switch (12), and then output the increased current.
  • the power supply (200) can turn on the first switch (11) and turn off the second switch (12). While the first switch (11) is in an on state and the second switch (12) is in an off state, the current of the inductor (211) can increase.
  • the power supply (200) can detect the current of the inductor (211). The power supply (200) can compare the current output voltage with the target output voltage and output an error value. Then, if the detected inductor current is greater than the error value, the power supply (200) can switch the first switch (11) off and the second switch (12) on.
  • the power supply (200) can switch to an asynchronous mode (920).
  • the preset condition may be a condition in which the input voltage is equal to or higher than the preset voltage.
  • the power supply (200) can output the set second frequency (930).
  • the second frequency can be set based on the first frequency and the obtained frequency compensation value by obtaining a frequency compensation value.
  • the frequency compensation value can be a compensation value for a frequency at which the discharge charge amount of the inductor in the synchronous mode and the discharge charge amount of the inductor in the asynchronous mode become equal.
  • the power supply (200) can output a second current signal corresponding to the inductor current to which the slope compensation value is applied (940).
  • the slope compensation value can be a compensation value that compensates for the increase slope of the inductor current reaching the error value so that it becomes the same as the increase period of the inductor current set based on the second frequency and the second duty ratio in the asynchronous mode.
  • the slope compensation value can be set with further reference to the load state.
  • the power supply (200) can switch the first switch (11) based on the second frequency and second current signals (950). Then, when the preset condition is released, the power supply (200) can switch the asynchronous mode to the synchronous mode.
  • the power supply (200) can prevent noise generated in the display by eliminating (or reducing) the ripple of the output voltage when switching modes.
  • the power supply (200) may include a driver unit (210) including an inductor (211), a frequency compensation unit (230), and a control unit (220) including a current slope compensation unit (223).
  • the control unit (220) may output a synchronous mode control signal for operating the driver unit (210) in a synchronous mode based on a first frequency set according to a first duty ratio.
  • the control unit (220) may output an asynchronous mode control signal for switching the synchronous mode to an asynchronous mode and operating it.
  • the frequency compensation unit (230) may output a second frequency to which a frequency compensation value is applied.
  • the current slope compensation unit (223) may output a second current signal corresponding to an inductor current to which a slope compensation value set based on the second frequency and the second duty ratio of the asynchronous mode is applied.
  • the above control unit (220) can switch the driver unit (210) based on the second frequency and the second current signal.
  • control unit (220) can output the synchronous mode control signal to switch the asynchronous mode to the synchronous mode and operate when the preset condition is released.
  • the frequency compensation unit (230) may include a frequency compensation circuit (231) that outputs the second frequency and a multiplexer (232) that receives the first frequency and the second frequency.
  • the multiplexer (232) may output the first frequency in the synchronous mode and output the second frequency in the asynchronous mode.
  • control unit (220) may further include a current signal output unit (221) that detects the current of the inductor and outputs a first current signal that is a compensated signal corresponding to the detected current of the inductor, and an error output unit (222) that compares the current output voltage and the target output voltage and outputs an error value.
  • the current slope compensation unit (223) may include a current compensation circuit (2231) that outputs the second current signal and a multiplexer (2232) that receives the first current signal and the second current signal.
  • the multiplexer (2232) may output the first current signal in the synchronous mode and output the second current signal in the asynchronous mode.
  • control unit (220) can turn off the switch (11) of the driver unit (210) if the second current signal is greater than or equal to the error value in the asynchronous mode.
  • the frequency compensation value is a compensation value for a frequency at which the discharge charge amount of the inductor in the synchronous mode and the discharge charge amount of the inductor in the asynchronous mode become equal, and the second frequency can be set based on the first frequency and the frequency compensation value.
  • the slope compensation value may be a compensation value that compensates for an increase slope of the inductor current reaching the error value to be equal to an increase period of the inductor current set based on the second frequency and the second duty ratio in the asynchronous mode.
  • the slope compensation value can be set with further reference to the load condition.
  • the preset condition may be that the input voltage is greater than or equal to a preset voltage.
  • a control method of a power supply device may switch to a synchronous mode based on a first frequency set according to a first duty ratio. If a preset condition is satisfied, the control method may switch by switching the synchronous mode to an asynchronous mode. If the control method is switched to the asynchronous mode, the control method may output a second frequency to which a frequency compensation value is applied. The control method may output a second current signal corresponding to an inductor current to which a slope compensation value set based on the second frequency and the second duty ratio of the asynchronous mode is applied. The control method may switch based on the second frequency and the second current signal.
  • control method can switch the asynchronous mode to the synchronous mode when the preset condition is released.
  • control method can output an error value by comparing the current output voltage and the target output voltage.
  • control method can turn off the switch (11, 12) of the driver unit (210) if the second current signal is greater than or equal to the error value in the asynchronous mode.
  • the frequency compensation value is a compensation value for a frequency at which the discharge charge amount of the inductor (211) of the synchronous mode and the discharge charge amount of the inductor (211) of the asynchronous mode become equal, and the second frequency can be set based on the first frequency and the frequency compensation value.
  • the slope compensation value may be a compensation value that compensates for an increase slope of the inductor current reaching the error value to be equal to an increase period of the inductor current set based on the second frequency and the second duty ratio in the asynchronous mode.
  • the slope compensation value can be set with further reference to the load condition.
  • the preset condition may be that the input voltage is greater than or equal to a preset voltage.
  • first, second, or first or second may be used merely to distinguish one component from another, and do not limit the components in any other respect (e.g., importance or order).
  • a component e.g., a first
  • another component e.g., a second
  • functionally e.g., a third component
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software (e.g., a program (140)) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., an internal memory (136) or an external memory (138)) readable by a machine (e.g., an electronic device (101)).
  • a processor e.g., a processor (120)
  • the machine e.g., an electronic device (101)
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • ‘non-transitory’ simply means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and the term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • the method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded between a seller and a buyer as a commodity.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., a compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play Store TM ) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play Store TM
  • at least a part of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as a memory of a manufacturer's server, a server of an application store, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include a single or multiple entities, and some of the multiple entities may be separately arranged in other components.
  • one or more components or operations of the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • the multiple components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the multiple components identically or similarly to those performed by the corresponding component of the multiple components before the integration.
  • the operations performed by the module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

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Abstract

디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치 및 제어 방법이 개시된다. 전원 장치는 인덕터를 포함하는 드라이버부, 주파수 보상부 및 전류 슬로프 보상부를 포함하는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 드라이버부를 동기 모드로 동작시키는 동기 모드 제어 신호를 출력한다. 제어부는 기 설정된 조건이 만족되면, 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 동작시키는 비동기 모드 제어 신호를 출력한다. 주파수 보상부는 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력한다. 전류 슬로프 보상부는 제2 주파수 및 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력한다. 제어부는 제2 주파수 및 제2 전류 신호에 기초하여 드라이버부를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력한다.

Description

디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치 및 제어 방법
본 문서의 다양한 실시 예들은 디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 LCD(liquid cristal display), OLED(organic light emitting diode) 등과 같이 다양한 종류로 구현될 수 있다.
예를 들어, OLED는 유기 화합물 층으로 이루어진 LED 반도체 소자 중 하나일 수 있다. OLED는 전기를 인가하면 소자가 스스로 빛을 내기 때문에 LCD와 달리 백라이트가 필요 없고, 가볍게 설계할 수 있으며, 야외에서도 또렷한 가독성을 제공할 수 있다. 또한, OLED는 전기를 인가하면 스스로 빛을 내기 때문에 LCD에 비해 전력 소비 효율이 높을 수 있다.
디스플레이에 전원을 제공하는 전원 장치는 LDO(low dropout), DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다. DC-DC 컨버터는 부스터 컨버터, 벅 컨버터, 벅-부스터 컨버터를 포함할 수 있다. 부스터 컨버터는 DC 입력 전압을 승압하여 디스플레이로 전원을 제공할 수 있다. 벅 컨버터는 DC 입력 전압을 감압하여 디스플레이로 전원을 제공할 수 있다. 벅-부스터 컨버터는 DC 입력 전압을 승압 또는 감압하여 디스플레이로 전원을 제공할 수 있다.
상술한 정보는 본 개시에 대한 이해를 돕기 위한 목적으로 하는 배경 기술(related art)로 제공될 수 있다. 상술한 내용 중 어느 것도 본 개시와 관련된 종래 기술(prior art)로서 적용될 수 있는지에 대하여 어떠한 주장이나 결정이 제기되지 않는다.
본 문서는 안정적으로 전원 장치의 모드를 전환하는 전원 장치 및 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 문서의 다양한 실시 예에 따른 전원 장치는 인덕터를 포함하는 드라이버부, 주파수 보상부 및 전류 슬로프(slope) 보상부를 포함하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 제어부는 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 상기 드라이버부를 동기 모드로 동작시키는 동기 모드 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어부는 기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 동작시키는 비동기 모드 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 주파수 보상부는 상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력할 수 있다. 상기 전류 슬로프 보상부는 상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력할 수 있다.상기 제어부는 상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 상기 드라이버부를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예에 따른 전원 장치의 제어 방법은 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 동기 모드로 스위칭할 수 있다. 상기 제어 방법은 기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 스위칭할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 스위칭할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 안정적으로 전원 장치의 모드를 전환할 수 있다.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 전원을 제공하는 전원 장치의 회로도이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 주파수를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전류의 슬로프를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 다양한 실시 예에 따른 출력 전압을 나타내는 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 슬로프 보상 값과 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 부하 상태와 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 부하 상태, 슬로프 보상 값 및 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이다.
도 9은 다양한 실시 예에 따른 전원 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(134)는 적어도 하나의 내부 메모리(136) 및 외부 메모리(138)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치에 전원을 제공하는 전원 장치의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 전원 장치(200)는 드라이버부(210), 제어부(220) 및 주파수 보상부(230) 및 클럭부(240)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원 장치(200)는 부스터 컨버터일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시 예로서, 드라이버부(210)는 인덕터(211), 스위치 컨트롤러(212), 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)를 포함할 수 있다. 제2 스위치(120)는 바이패스 다이오드(121)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바이패스 다이오드(121)는 스위치를 형성하는 트랜지스터의 바디 다이오드 형상으로 구현될 수 있고, 별도의 다이오드 소자로 구현될 수 있다. 인덕터(211)의 일단은 전압 입력단과 연결되고, 타단은 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)의 일단과 연결될 수 있다. 인덕터(211)는 제1 스위치(11) 및/또는 제2 스위치(12)의 온/오프에 의해 제1 시간 동안 인덕터(211)의 전류를 증가시키고, 제2 시간 동안 인덕터(211)의 전류를 출력시킬 수 있다. 전류는 전하를 미분한 것이므로 인덕터(211)는 제1 시간(예, 충전 주기) 동안 전하를 충전하고, 제2 시간(예, 방전 주기) 동안 전하를 출력할 수 있다. 스위치 컨트롤러(212)는 모드 신호 및 클럭 신호를 입력받을 수 있다. 또한, 스위치 컨트롤러(212)는 인덕터의 전류와 에러 값을 비교한 비교 신호를 입력받을 수 있다. 스위치 컨트롤러(212)는 입력된 신호에 기초하여 제1 스위치(11) 및/또는 제2 스위치(12)를 온/오프시킬 수 있다. 제1 스위치(11)는 인덕터(211) 및 제어부(220)의 전류 감지부(211)와 연결될 수 있다. 제2 스위치(12)는 인덕터(211) 및 전압 출력단 사이에서 병렬로 연결될 수 있다.
제어부(220)는 전류 신호 출력부(221), 에러 출력부(222), 전류 슬로프 보상부(223), 및 비교기(225)를 포함할 수 있다. 전류 신호 출력부(221)는 전류 감지기(2211) 및 슬로프 보상기(2212)를 포함할 수 있다. 전류 신호 출력부(221)는 제1 스위치(11) 및 전류 슬로프 보상부(223)와 연결될 수 있다. 전류 감지기(2211)는 인덕터(211)의 현재 전류를 감지하고, 감지된 인덕터(211)의 전류에 대응하는 신호(감지 전류 신호)를 출력할 수 있다. 슬로프 보상기(2212)는 전류 감지기(2211)의 출력단과 연결될 수 있다. 슬로프 보상기(2212)는 일정 듀티 비 이상일 때 인덕터(211)의 충방전 시점의 왜곡을 방지할 수 있다. 예를 들어, 슬로프 보상기(2212)는 peak current mode에서 서브 하모닉 진동(sub harmonic oscillation)을 방지하기 위해 보상 값으로 감지된 전류에 대응하는 신호를 보정할 수 있다. 슬로프 보상기(2212)는 감지된 인덕터(211)의 전류에 대응하는 신호(감지 전류 신호)를 보정하고, 전류 신호 출력부(221)는 보정된 감지 전류 신호(제1 전류 신호)를 출력할 수 있다.
에러 출력부(222)의 입력단은 제2 스위치(12) 및 전압 출력단과 연결되고, 출력단은 비교기(225)와 연결될 수 있다. 에러 출력부(222)는 현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값(Vea)을 출력할 수 있다. 전류 슬로프 보상부(223)의 입력단은 전류 신호 출력부(221)와 연결되고, 출력단은 비교기(225)와 연결될 수 있다. 전류 신호 출력부(221)의 출력단 신호는 인덕터(211)의 전류에 대응하는 신호가 보정된 신호(제1 전류 신호)일 수 있다. 전류 슬로프 보상부(223)는 전류 보상회로(2231) 및 멀티플렉서(2232)를 포함할 수 있다. 비동기 모드에서 전류 보상회로(2231)는 제1 전류 신호에 슬로프 보상 값이 적용된 신호(제2 전류 신호)를 출력할 수 있다.멀티플렉서(2232)는 모드(예, 동기 모드 또는 비동기 모드)에 따라 신호를 출력하는 패스를 선택할 수 있다. 예를 들어, 동기 모드에서 멀티플렉서(2232)는 전류 보상회로(2231)가 없는 패스를 선택할 수 있고, 제1 전류 신호를 출력할 수 있다. 비동기 모드에서 멀티플렉서(2232)는 전류 보상회로(2231)를 통과하는 패스를 선택할 수 있고, 제2 전류 신호를 출력할 수 있다. 비교기(225)의 입력단은 에러 출력부(222) 및 전류 슬로프 보상부(223)과 연결되고, 출력단은 스위치 컨트롤러(212)와 연결될 수 있다. 비교기(225)는 에러 출력부(222)에서 출력되는 에러 값(Vea)와 전류 슬로프 보상부(223)에서 출력되는 전류를 비교하여 인덕터(211)의 방전 시점을 판단할 수 있다.
주파수 보상부(230)는 클럭부(240) 및 드라이버부(210)와 연결될 수 있다. 주파수 보상부(230)는 주파수 보상회로(231) 및 멀티플렉서(232)를 포함할 수 있다. 주파수 보상회로(231)은 비동기 모드에서 기 설정된 주파수를 출력할 수 있다. 멀티플렉서(232)는 모드(예, 동기 모드 또는 비동기 모드)에 따라 설정된 주파수를 선택적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 동기 모드에서 멀티플렉서(232)는 기 설정된 제1 주파수를 출력할 수 있다. 또는, 비동기 모드에서 멀티플렉서(232)는 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력할 수 있다.
클럭부(240)는 주파수 보상부(230)와 연결되고, 주파수 보상부(230)로 기 설정된 주파수(예, 제1 주파수)의 클럭을 제공할 수 있다.
제어부(220)는 스위치 컨트롤러(212)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(220)는 동기 모드로 동작시키는 동기 모드 제어 신호를 스위치 컨트롤러(212)로 출력할 수 있다. 스위치 컨트롤러(212)는 제어부(220)의 제어에 의해 제1 스위치(11) 및/또는 제2 스위치(12)를 온/오프 시킬 수 있다. 일 예로서, 제1 스위치(11)가 온 되고, 제2 스위치(12)가 오프 되면, 인덕터(211)의 전류는 입력 전압(Vin)에 의해 증가(또는, 에너지의 증가)될 수 있다. 일정 시점이 되면, 스위치 컨트롤러(212)로 입력되는 신호에 의해 스위치 컨트롤러(212)는 제1 스위치(11)를 오프 시키고, 제2 스위치(12)를 온 시킬 수 있다. 이때, 인덕터(211)의 전류는 제2 스위치(12)를 통해 전압 출력단(Vout)으로 출력될 수 있다. 그리고, 인덕터(211)의 전류는 감소될 수 있다. 제2 스위치(12)가 온 되어, 인덕터(211)의 전류가 제2 스위치(12)를 통해 출력되는 모드를 동기 모드라고 칭할 수 있다.
일 예로서, 전원 장치(예, 부스터 컨버터)의 입력단은 배터리 전원과 연결될 수 있고, 출력단은 로드(예, 디스플레이) 전원과 연결될 수 있다. 입력 전압과 출력 전압의 차가 확보(예, Vin - Vout < 0)되면, 인덕터(211)의 전류가 출력단(Vout)으로 출력될 때 인덕터(211)의 전류는 충분히 감소될 수 있으므로 스위치 컨트롤러(212)는 제2 스위치(12)를 온 시킬 수 있다.
그러나, 입력 전압이 상승하여 입력 전압과 출력 전압의 차이가 크기 않으면, 인덕터(211)가 방전될 때 인덕터(211)의 전류가 충분히 감소될 수 없을 수 있다. 이때, 제어부(220)는 비동기 모드로 동작시키는 비동기 모드 제어 신호를 스위치 컨트롤러(212)로 출력할 수 있다. 스위치 컨트롤러(212)는 제어부(220)의 제어에 따라 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)를 오프시킬 수 있고, 인덕터(211) 전류는 제2 스위치(12)에 포함된 바이패스 다이오드(121)를 통해 흐를 수 있다. 인덕터(211)의 전류가 바이패스 다이오드(121)를 통해 출력되는 모드를 비동기 모드라고 칭할 수 있다. 예를 들어, 비동기 모드에서 스위치 컨트롤러(212)는 제1 스위치(11)를 온 시키고, 제2 스위치(12)를 오프 시킬 수 있다. 이때, 인덕터(211)의 전류는 입력 전압(Vin)에 의해 증가될 수 있다. 일정 시점이 되면, 스위치 컨트롤러(212)로 입력되는 신호에 의해 스위치 컨트롤러(212)는 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)를 오프(또는, 제2 스위치(12)의 오프 상태 유지) 시킬 수 있다. 이때, 인덕터(211)의 전류는 제2 스위치(12)의 바이패스 다이오드(121)를 통해 전압 출력단(Vout)으로 출력될 수 있다. 그리고, 인덕터(211)의 전류는 감소될 수 있다.
인덕터(211)의 전류가 바이패스 다이오드(121)를 통해 흐르면, 바이패스 다이오드(121)의 포워드 전압만큼 입력 전압과 출력 전압의 차이를 확보할 수 있다. 따라서, 바이패스 다이오드(121)를 통해 전류가 흐르는 비동기 모드는 입력 전압과 출력 전압의 차이를 확보하여 인덕터(211)의 전류를 충분히 감소시킬 수 있다.
동기 모드 및/또는 비동기 모드에서 인덕터(211)는 전하의 충방전(또는, 전류의 증가 및 출력)을 반복하며, 전압 출력단으로 전류를 출력할 수 있다. 동기 모드에서 드라이버부(210)는 기 설정된 제1 듀티 비율 및 기 설정된 제1 주파수를 기초로 제1 스위치(11)를 온 시키고, 제2 스위치(12)를 오프 시켜 인덕터(211)에 전하를 충전(또는, 전류의 증가)시킬 수 있다. 그리고, 일정 시점에 제1 스위치(11)를 오프 시키고, 제2 스위치(12)를 온 시켜 인덕터(211)의 전하를 방전(또는, 전류의 출력)시킬 수 있다. 예를 들어, 전류 신호 출력부(221)는 인덕터(211)의 현재 전류를 감지할 수 있다. 에러 출력부(222)는 현재 출력 전압과 목표 출력 전압의 차이를 이용하여 에러 값을 출력할 수 있다. 비교기(225)는 감지된 인덕터(211)의 현재 전류와 에러 값을 비교할 수 있다. 에러 값은 일정한 값일 수 있고, 충전 과정에서 인덕터(211)의 현재 전류는 증가될 수 있다. 비교기(225)를 통해 인덕터(211)의 현재 전류가 에러 값과 동일해지면, 제어부(220)는 인덕터(211)의 전하를 방전(또는, 전류를 출력)시키도록 스위치 컨트롤러(212)를 제어할 수 있다. 동기 모드에서 스위치 컨트롤러(212)는 제1 스위치(11)를 오프 시키고, 제2 스위치(12)를 온 시켜 인덕터(211)의 전류를 출력할 수 있다. 동기 모드에서 스위치 컨트롤러(212)는 제2 스위치(12)의 온 오프 동작을 반복 수행 할 수 있다.
비동기 모드에서도 방전 시 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)를 모두 오프 시키고 바이패스 다이오드(121)를 통해 전류를 출력한다는 것을 제외하면 동기 모드의 동작과 유사할 수 있다. 비동기 모드에서 스위치 컨트롤러(212)는 제2 스위치(12)의 오프 상태를 유지할 수 있다.
동기 모드에서 비동기 모드로 전환될 때, 인덕터(211)의 방전 전류의 기울기가 커지면서 출력단으로 전달할 수 있는 전류량이 감소(또는, 전하량이 감소)될 수 있다. 전류량의 감소에 대응하여 에러 출력부(222)가 에러 값을 높이기 전까지 출력 전압에 undershoot가 발생될 수 있다. 유사하게, 비동기 모드에서 동기 모드로 전환될 때, 방전 전류의 기울기 차이로 인해 출력 전압에 overshoot가 발생될 수 있다. 출력 전압에 발생되는 undershoot 및/또는 overshoot는 디스플레이 패널(예, OLED 패널)에 노이즈를 발생시킬 수 있다.
본 문서의 전원 장치(200)는 모드 전환시 발생될 수 있는 undershoot 및/또는 overshoot를 방지하기 위해 주파수 보상부(230) 및 전류 슬로부 보상부(222)를 포함할 수 있다. 주파수 보상부(230) 및 전류 슬로프 보상부(223)은 동기 모드에서 인덕터(211)의 전하량을 기준으로 비동기 모드에서 인덕터(211)의 전하량을 일치시켜 모드 전환시 전하량의 차이를 제거(또는, 최소화)할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 주파수를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 동기 모드에서 인덕터(211) 전류 파형 및 비동기 모드에서 인덕터(211)의 전류 파형이 도시되어 있다. 동기 모드 및/또는 비동기 모드에서 인덕터(211)의 전류가 상승하는 구간은 충전 구간이고, 인덕터(211)의 전류가 감소하는 구간은 방전 구간일 수 있다. 전하량은 전류를 미분한 값이므로 전류를 적분하면 전하량(전류 파형의 면적)일 수 있다.
동기 모드의 방전 구간의 면적(31)은 다음과 같다.
(1/2)*{(1-D)*T}*{(1-D)*T*((Vin-Vout)/L)} = (1/2)*{(1-D)*T}2*((Vin-Vout)/L) = (1/2)*{(Vin/Vout)*T}2*((Vin-Vout)/L)
여기서, D는 동기 모드에서 듀티 비율, T는 동기 모드에서 주기, Vin은 입력 전압, Vout는 출력 전압, L은 인덕터(211)의 인덕턴스 값일 수 있다.
비동기 모드의 방전 구간의 면적(32)은 다음과 같다.
(1/2)*{(1-D’)*T’}*{(1-D’)*T’*((Vin-Vout-Vf)/L)} = (1/2)*{(1-D’)*T’}2*((Vin-Vout-Vf)/L) = (1/2)*{(Vin/(Vout+Vf))*T’}2*((Vin-Vout-Vf)/L)
여기서, D’은 비동기 모드에서 듀티 비율, T’은 비동기 모드에서 주기, Vf는 바이패스 다이오드(121)의 포워드 전압일 수 있다. D’ 및 T’은 동기 모드의 D 및 T를 보상한 값일 수 있다.
동기 모드의 방전 구간의 면적(31) 및 비동기 모드의 방전 구간의 면적(32)이 같다고 두고 정리하면 다음과 같다.
Vout/Vin = 1/(1-D)이고, (Vout+Vf)/Vin = 1/(1-D’)이므로,
(1/2)*{(Vin/Vout)*T}2*((Vin-Vout)/L) = (1/2)*{(Vin/(Vout+Vf))*T’}2*((Vin-Vout-Vf)/L)
T’/T = ((Vout+Vf)/Vout)*Root((Vin-Vout)/(Vin-Vout-Vf))
T’/T가 a라면, a는 주파수 보상 값일 수 있다.
따라서, 주파수 보상 값은 동기 모드의 인덕터의 방전 전하량과 비동기 모드의 인덕터의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값일 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전류의 슬로프를 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 동기 모드에서 인덕터(211) 전류 파형 및 비동기 모드에서 주파수 보상 값을 적용한 인덕터(211)의 전류 파형이 도시되어 있다. 주파수 보상 값이 적용되면, 동기 모드의 방전 구간의 면적(31)과 비동기 방전 구간의 면적(32)은 동일할 수 있다. 상술한 바와 같이, 에러 값과 인덕터(211)의 전류가 동일해지는 시점에 드라이버부(210)는 스위칭되고, 인덕터(211)는 방전될 수 있다. 그런데, 비동기 모드에서 인덕터(211)의 슬로프(1)가 급하게 변하면, 인덕터(211)의 전류는 적절한 시점보다 빨리 에러 값과 같아질 수 있고 방전이 시작될 수 있다. 따라서, 전류 슬로프 보상부(223)는 적절한 시점에 인덕터(211)가 방전될 수 있도록 인덕터(211)의 슬로프(1)를 보상할 수 있다. 인덕터(211)의 슬로프(1)는 삼각파의 높이 값으로 획득될 수 있다.
동기 모드의 제어 듀티 비율은 다음과 같다.
D = 1-(Vin/Vout) = (Vout-Vin)/Vout
비동기 모드의 제어 듀티 비율은 다음과 같다.
D’ = 1-(Vin/(Vout+Vf)) = ((Vout+Vf-Vin)/(Vout+Vf))
모드가 전환될 때 전류 슬로프가 동일하다고 두고 정리하면 다음과 같다.
D*T*(Vin/L) = D’*T’*b*(Vin/L)
b = (D*T)/(D’*T’) = ((Vout-Vin)/Vout) * ((Vout+Vf)/(Vout+Vf-Vin))*(1/a)
여기서, b는 슬로프 보상 값일 수 있다.
따라서, 슬로프 보상 값은 비동기 모드에서 제2 주파수 및 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값일 수 있다.
도 3 및 도 4에서 설명한 바와 같이, 비동기 모드에서 주파수 보상 값(a)과 슬로프 보상 값(b)이 적용되면, 동기 모드에서 방전 전하량과 비동기 모드에서 방전 전하량은 같아질 수 있다. 따라서, 모드 전환시 출력 전압(또는, 리플)의 undershooting 및/또는 overshooting은 제거될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 다양한 실시 예에 따른 출력 전압을 나타내는 도면이고, 도 6은 다양한 실시 예에 따른 슬로프 보상 값과 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이며, 도 7은 다양한 실시 예에 따른 부하 상태와 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이고, 도 8은 다양한 실시 예에 따른 부하 상태, 슬로프 보상 값 및 출력 전압의 리플을 나타내는 도면이다.
도 5a를 참조하면, 보상 값이 미적용된 출력 전압(6)과 주파수 보상 값(a)과 슬로프 보상 값(b)이 적용된 출력 전압(8a)의 시뮬레이션 결과가 도시되어 있다. 보상 값이 미적용된 출력 전압에는 모드 변경시 오버슈팅 및 언더슈팅이 발생될 수 있다. 일 실시 예로서, Vin = 4V, Vout = 4.3V, Vf = 0.7V이면, 주파수 보상 값(a)은 0.65, 슬로프 보상 값(b)는 0.56일 수 있다. 부하 상태가 0.6A 인 조건에서 주파수 보상 값(a) 및 슬로프 보상 값(b)을 적용하면 기존 대비 리플(ripple)이 약 60% 감소되고, 오버슈팅 및 언더슈팅도 제거될 수 있다.
일 실시 예로서, 도 6에는 부하 상태가 0.6A일 때, 슬로프 보상 값과 출력 전압의 리플과의 관계를 나타내는 표가 도시되어 있다. 부하의 상태에 따라 슬로프 보상 값(b)은 달라질 수 있고, 이론적인 보상 값과 최적의 보상 값은 차이가 있을 수 있다.
일 실시 예로서, 슬로프 보상 값이 0,7일 때, 도 5b에는 출력전압의 그래프가 도시되어 있고, 도 7에는 부하 상태와 출력 전압의 리플과의 관계를 나타내는 표가 도시되어 있다. 도 5b를 참조하면, 보상 값이 미적용된 출력 전압(6)의 그래프와 주파수 보상 값(a)과 슬로프 보상 값(b)이 적용된 출력 전압(8b)의 그래프가 도시되어 있다. 도 5a에 도시된 이론적인 보상 값(예, 슬로프 보상 값이 0.56)이 적용된 출력 전압의 리플보다 도 5b에 도시된 최적의 보상 값(예, 슬로프 보상 값이 0.7)이 적용된 출력 전압의 리플이 감소됨을 확인할 수 있다. 또한, 부하 상태에 따라 출력 전압의 리플은 달라질 수 있다.
일 실시 예로서, 도 8에는 슬로프 보상 값과 부하 상태에 따른 출력 전압의 리플을 나타내는 표가 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 부하 상태가 2A 미만이면 슬로프 보상 값(b)이 0.7일 때 리플이 가장 작지만, 부하 상태가 2A 이면 슬로프 보상 값(b)이 0.8일 때 리플이 가장 작을 수 있다.
인덕터(211) 전류의 파형은 부하 상태(또는, DC 전류)의 영향을 받을 수 있다. 또한, 다양한 오차에 의해 이론적인 보상 값과 최적의 보상 값은 차이가 있을 수 있다. 따라서, 주파수 보상 값(a) 및 슬로프 보상 값(b)은 부하 상태의 영향을 고려하여 설정될 수 있다. 또한, 다양한 오차를 고려하여 보상 값이 설정(또는, 수정)될 수 있다.
전원 장치(200)는 주파수 보상 값 및 슬로프 보상 값을 적용하여 모드 전환시 리플을 제거하고 디스플레이의 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
도 9은 다양한 실시 예에 따른 전원 장치의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 전원 장치(200)는 동기 모드로 스위칭할 수 있다(910). 전원 장치(200)는 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 동기 모드로 스위칭할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수는 클럭부(240)로부터 제공되는 주파수일 수 있다. 동기 모드에서 전원 장치(200)는 제1 스위치(11) 및 제2 스위치(12)의 두 개의 스위치를 번갈아 온/오프하여 인덕터(211)의 전류를 증가시킨 후 증가된 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 전원 장치(200)는 제1 스위치(11)를 온 시키고, 제2 스위치(12)를 오프 시킬 수 있다. 제1 스위치(11)가 온 상태이고, 제2 스위치(12)가 오프 상태인 동안, 인덕터(211)의 전류는 증가될 수 있다. 전원 장치(200)는 인덕터(211)의 전류를 감지할 수 있다. 전원 장치(200)는 현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값을 출력할 수 있다. 그리고, 전원 장치(200)는 감지된 인덕터 전류가 에러 값 이상이면, 제1 스위치(11)를 오프, 제2 스위치(12)를 온으로 스위칭할 수 있다.
기 설정된 조건이 만족되면, 전원 장치(200)는 비동기 모드로 전환하여 스위칭할 수 있다(920). 기 설정된 조건은 입력 전압이 기 설정된 전압 이상인 조건일 수 있다.
비동기 모드로 전환되면, 전원 장치(200)는 설정된 제2 주파수를 출력할 수 있다(930). 예를 들어, 제2 주파수는 주파수 보상 값을 획득하고, 제1 주파수 및 획득된 주파수 보상 값에 기초하여 설정될 수 있다. 주파수 보상 값은 동기 모드의 인덕터의 방전 전하량과 비동기 모드의 인덕터의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값일 수 있다.
전원 장치(200)는 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력할 수 있다(940). 예를 들어, 슬로프 보상 값은 비동기 모드에서 제2 주파수 및 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값일 수 있다. 또한, 슬로프 보상 값은 부하 상태를 더 참고하여 설정될 수 있다.
전원 장치(200)는 제2 주파수 및 제2 전류 신호에 기초하여 제1 스위치(11)를 스위칭할 수 있다(950). 그리고, 기 설정된 조건이 해제되면, 전원 장치(200)는 비동기 모드를 동기 모드로 전환하여 스위칭할 수 있다. 전원 장치(200)는 모드 전환시 출력 전압의 리플을 제거(또는, 감소)시켜 디스플레이에서 발생되는 노이즈를 방지할 수 있다.
예를 들어, 전원 장치(200)는 인덕터(211)를 포함하는 드라이버부(210), 주파수 보상부(230) 및 전류 슬로프(slope) 보상부(223)를 포함하는 제어부(220)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(220)는 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 상기 드라이버부(210)를 동기 모드로 동작시키는 동기 모드 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어부(220)는 기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 동작시키는 비동기 모드 제어 신호를 출력할 수 있다. 상기 주파수 보상부(230)는 상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력할 수 있다. 상기 전류 슬로프 보상부(223)는 상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어부(220)는 상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 상기 드라이버부(210)를 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(220)는 기 설정된 조건이 해제되면, 상기 비동기 모드를 상기 동기 모드로 전환하여 동작시키는 상기 동기 모드 제어 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 주파수 보상부(230)는 상기 제2 주파수를 출력하는 주파수 보상회로(231) 및 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수를 입력받는 멀티플렉서(232)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 멀티플렉서(232)는 상기 동기 모드이면 상기 제1 주파수를 출력하고, 상기 비동기 모드이면 상기 제2 주파수를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(220)는 인덕터의 전류를 감지하고, 감지된 인덕터의 전류에 대응하는 신호를 보정한 제1 전류 신호를 출력하는 전류 신호 출력부(221), 현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값을 출력하는 에러 출력부(222)를 더 포함할 수 있다. 상기 전류 슬로프 보상부(223)는 상기 제2 전류 신호를 출력하는 전류 보상회로(2231) 및 상기 제1 전류 신호 및 상기 제2 전류 신호를 입력받는 멀티플렉서(2232)를 포함할 수 있다. 상기 멀티플렉서(2232)는 상기 동기 모드이면 상기 제1 전류 신호를 출력하고, 상기 비동기 모드이면 상기 제2 전류 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(220)는 상기 비동기 모드에서 상기 제2 전류 신호가 상기 에러 값 이상이면, 상기 드라이버부(210)의 스위치(11)를 턴 오프로 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 주파수 보상 값은 상기 동기 모드의 인덕터의 방전 전하량과 상기 비동기 모드의 인덕터의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값이고, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수 및 상기 주파수 보상 값에 기초하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 슬로프 보상 값은 상기 비동기 모드에서 상기 제2 주파수 및 상기 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 상기 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 상기 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값일 수 있다.
예를 들어, 상기 슬로프 보상 값은 부하 상태를 더 참고하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 기 설정된 조건은 입력 전압이 기 설정된 전압 이상일 수 있다.
예를 들어, 전원 장치(200)의 제어 방법은 제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 동기 모드로 스위칭할 수 있다. 상기 제어 방법은 기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 스위칭할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력할 수 있다. 상기 제어 방법은 상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어 방법은 기 설정된 조건이 해제되면, 상기 비동기 모드를 상기 동기 모드로 전환하여 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어 방법은 현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값을 출력할 수 있다. 그리고, 상기 제어 방법은 상기 비동기 모드에서 상기 제2 전류 신호가 상기 에러 값 이상이면, 드라이버부(210)의 스위치(11, 12)를 턴 오프로 스위칭할 수 있다.
예를 들어, 상기 주파수 보상 값은 상기 동기 모드의 인덕터(211)의 방전 전하량과 상기 비동기 모드의 인덕터(211)의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값이고, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수 및 상기 주파수 보상 값에 기초하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 슬로프 보상 값은 상기 비동기 모드에서 상기 제2 주파수 및 상기 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 상기 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 상기 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값일 수 있다.
예를 들어, 상기 슬로프 보상 값은 부하 상태를 더 참고하여 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 기 설정된 조건은 입력 전압이 기 설정된 전압 이상일 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 문서의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상술한 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 인덕터(211)를 포함하는 드라이버부(210);
    주파수 보상부(230); 및
    전류 슬로프(slope) 보상부(223)를 포함하는 제어부(220);를 포함하고,
    상기 제어부(220)는,
    제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 상기 드라이버부(210)를 동기 모드로 동작시키는 동기 모드 제어 신호를 출력하고,
    기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 동작시키는 비동기 모드 제어 신호를 출력하며,
    상기 주파수 보상부(230)는,
    상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력하고,
    상기 전류 슬로프 보상부(223)는,
    상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력하며,
    상기 제어부(220)는,
    상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 상기 드라이버부(210)를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력하는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(220)는,
    기 설정된 조건이 해제되면, 상기 비동기 모드를 상기 동기 모드로 전환하여 동작시키는 상기 동기 모드 제어 신호를 출력하는 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 보상부(230)는,
    상기 제2 주파수를 출력하는 주파수 보상회로(231); 및
    상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수를 입력받는 멀티플렉서(232);를 포함하고,
    상기 멀티플렉서(232)는,
    상기 동기 모드이면 상기 제1 주파수를 출력하고, 상기 비동기 모드이면 상기 제2 주파수를 출력하는 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(220)는,
    인덕터 전류를 감지하고, 상기 감지된 인덕터 전류에 대응하는 신호를 보정한 제1 전류 신호를 출력하는 전류 신호 출력부(221);;
    현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값을 출력하는 에러 출력부(222);를 더 포함하고,
    상기 전류 슬로프 보상부(223)는,
    상기 제2 전류 신호를 출력하는 전류 보상회로(2231); 및
    상기 제1 전류 신호 및 상기 제2 전류 신호를 입력받는 멀티플렉서(2232);를 포함하고,
    상기 멀티플렉서(2232)는,
    상기 동기 모드이면 상기 제1 전류 신호를 출력하고, 상기 비동기 모드이면 상기 제2 전류 신호를 출력하는 전원 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부(220)는,
    상기 비동기 모드에서 상기 제2 전류 신호가 상기 에러 값 이상이면, 상기 드라이버부(210)의 스위치(11)를 턴 오프로 스위칭하는 스위칭 신호를 출력하는 전원 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 주파수 보상 값은,
    상기 동기 모드의 상기 인덕터(211)의 방전 전하량과 상기 비동기 모드의 상기 인덕터(211)의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값이고,
    상기 제2 주파수는,
    상기 제1 주파수 및 상기 주파수 보상 값에 기초하여 설정되는 전원 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 슬로프 보상 값은,
    상기 비동기 모드에서 상기 제2 주파수 및 상기 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 상기 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 상기 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값인 전원 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬로프 보상 값은,
    부하 상태를 더 참고하여 설정되는 전원 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 조건은,
    입력 전압이 기 설정된 전압 이상인 전원 장치.
  10. 전원 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1 듀티 비율에 따라 설정된 제1 주파수에 기초하여 동기 모드로 스위칭하는 동작;
    기 설정된 조건이 만족되면, 상기 동기 모드를 비동기 모드로 전환하여 스위칭하는 동작;
    상기 비동기 모드로 전환되면, 주파수 보상 값이 적용된 제2 주파수를 출력하는 동작;
    상기 제2 주파수 및 상기 비동기 모드의 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 슬로프 보상 값이 적용된 인덕터 전류에 대응하는 제2 전류 신호를 출력하는 동작; 및
    상기 제2 주파수 및 상기 제2 전류 신호에 기초하여 스위칭하는 동작;을 포함하는 전원 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    기 설정된 조건이 해제되면, 상기 비동기 모드를 상기 동기 모드로 전환하여 스위칭하는 동작;을 더 포함하는 전원 장치의 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    현재 출력 전압과 목표 출력 전압을 비교하여 에러 값을 출력하는 동작; 및
    상기 비동기 모드에서 상기 제2 전류 신호가 상기 에러 값 이상이면, 드라이버부(210)의 스위치(11, 12)를 턴 오프로 스위칭하는 동작;을 더 포함하는 전원 장치의 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 주파수 보상 값은
    상기 동기 모드의 인덕터(211)의 방전 전하량과 상기 비동기 모드의 인덕터(211)의 방전 전하량이 동일해지는 주파수에 대한 보상 값이고,
    상기 제2 주파수는,
    상기 제1 주파수 및 상기 주파수 보상 값에 기초하여 설정되는 전원 장치의 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 슬로프 보상 값은,
    상기 비동기 모드에서 상기 제2 주파수 및 상기 제2 듀티 비율을 기초로 설정된 상기 인덕터 전류의 증가 주기와 동일해지도록 상기 에러 값에 도달하는 인덕터 전류의 증가 슬로프를 보상하는 보상 값인 전원 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 슬로프 보상 값은,
    부하 상태를 더 참고하여 설정되는 전원 장치의 제어 방법.
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